Ciclo di Krebs

Ciclo di Krebs

La prima reazione del metabolismo aerobico è quella in cui il piruvato viene convertito, ossidato in acetil coenzima A. Il piruvato ha 3C, l’acetil coenzima A ne ha 2, un atomo di carbonio deve essere rimosso sotto forma di CO₂: decarbossilazione ossidativa. L’atomo di C viene ossidato. Vengono rimossi 2 elettroni per ogni molecola di piruvato e per questo motivo si forma una molecola di NADH. Quindi entra il coenzima A con il gruppo SH reattivo ed esce CO₂, NAD viene ridotto a NADH e il piruvato ossidato ad acetil coenzima A.

Intervengono in questa reazione apparentemente semplice, 3 enzimi: si dice complesso della piruvato deidrogenasi. Questi sono:

• Decarbossilasi
• Transacetilasi
• Deidrogenasi

Questi lavorano con 3 coenzimi che sono:

• TPP
• Lipoamide
• FAD

Reazione catalizzata: Decarbossilazione.

La reazione è quindi formata da 3 step. Entra: la molecola di piruvato, coenzima A e NAD. Esce: CO₂, acetil coenzima A e NADH. La molecola di coenzima A è una molecola potenzialmente energetica: ha 8 elettroni disponibili. Ha inoltre un legame tioestere che è un legame molto energetico. Quando entra nel ciclo, ci saranno step ossidativi sugli elettroni e si formerà GTP (stesso significato energetico di ATP) e questo si forma perché il legame tioestere è molto energetico.

Ciclo di Krebs

Il punto iniziale e quello finale del processo coincidono, per questo viene chiamato ciclo. La molecola di partenza è l’ossalacetato che viene intercettata dalla molecola di acetil coenzima A. Il ciclo prevede una serie di reazioni. La molecola di acetil coenzima A perde i suoi due atomi di carbonio come CO₂ e l’ossalacetato viene rigenerato. L’acetil coenzima A viene considerato il carburante del ciclo. Entra, si forma una molecola che è data da 6C, da questa ci sono step, ripristinato l’ossalacetato a 4C. È chiamato anche ciclo dell’acido citrico o ciclo degli acidi tricarbossilici poiché l’acido citrico ha 3 gruppi carbossilici.

Localizzazione: nella matrice mitocondriale. Il piruvato dal citosol migra nel mitocondrio e qui avvengono la piruvato deidrogenasi e il ciclo di Krebs. Gli 8 elettroni dell’acetil coenzima A vengono completamente rimossi. Vengono liberate 4 coppie di elettroni, 4 molecole di coenzima: 3 di NADH e 1 di FADH₂ (ossidazione da doppio legame a singolo). NADH si libera nelle due reazioni di decarbossilazione ossidativa. Le ossidazioni riguardano gruppi in cui è implicato l’ossigeno. L’ossigeno non riguarda CO ma un legame doppio: gli elettroni vengono presi dal FAD e si forma FADH₂. L’acetil coenzima A è una molecola energetica anche perché contiene un legame tioestere con il coenzima A. Quando questo legame si rompe viene liberata direttamente la molecola di GTP.

Il ciclo è considerato un ciclo catabolico a tutti gli effetti ma in realtà è chiamato ciclo anfibolico poiché alcuni dei suoi intermedi possono essere utilizzati come punti di partenza per la sintesi di nuove molecole così come altre molecole possono essere degradate in intermedi del ciclo. È uno dei cicli più collegati con altre vie metaboliche. Rappresenta il cuore di tutti i cicli metabolici.